专利名称：一种能提高发电效率的时空能发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发电机，特别是，提供一种能提高发电效率的时空能发电机。
背景技术：
由于世界经济的高速发展，能源已经成为制约世界经济发展的命脉。纵观世界发展史，能源的种类和使用方法也随着世界经济的发展而在不断的进步之中。最初，人们使用固体能源如煤，燃烧煤以获取热能做功；然后，人们使用液体能源如石油，燃烧石油以获取热能做功；现在，人们又利用原子能源如铀，使铀裂变以获取热能做功；这三种能源的最大缺点就是生成的时间长达亿年之上，根本就跟不上世界能源需求的发展，很快都会枯竭， 且环境污染严重。如今，人们又发展可再生能源，使之能够循环往复的利用，以求解决能源枯竭的问题。例如，利用水势能发电；利用太阳能发电；利用风能发电；利用波浪能发电；这些可再生能源的缺点就是受环境和气候的影响巨大，能源的供给会发生短期性间断。传统的发电技术，有水力发电、火力发电、风力发电、太阳能发电、核能发电等。传统的发电机或电动机运转时，均会因磁滞损耗(Hysteresisloss)、铜损耗(Copperloss)、 涡流损耗(EddyCurrentloss)和机械损耗等因素，使输出功率小于输入功率，使负载损耗大于空载损耗。例如以输入功率为40W，输出每分钟1000转、0.25牛米的电动机为例(注象这种小功率的传统电机，单台效率实际只能做到65%左右)，其输出功率为 0. 25X1000/9. 55=26. 2W,此电动机的效率为26. 2/40X 100%=65. 5%。当以此电动机为原动机(Primemotor)，驱动一个相同效率的传统发电机进行发电时，则此系统的综合效率为 65. 5%X 65. 5%=42. 9%，可输出40WX42. 9%=17. 16W的电功率，即以40W电动机驱动发电机发电时，仅可产出17. 16W的电力。
实用新型内容本实用新型的目的是解决传统发电机发电效率低的问题，提供一种能提高发电效率的时空能发电机。为实现上述目的，本实用新型所采用技术方案是一种能提高发电效率的时空能发电机，包括发电机定子和发电机转子；发电机定子包括铝合金机壳、发电机定子铁芯、发电机定子永久磁铁、发电线圈；发电机转子包括安装在主轴上的发电机转子铁芯；所述发电机定子铁芯是偶数个Π字形铁芯用无磁绝缘材料衔接拼凑成的一种环状整体铁芯，其具有偶数η个均布的内圆凸齿和偶数η/2个均布的外圆凹槽；所述发电机定子永久磁铁偶数η/2个同极相对地固定在发电机定子铁芯的偶数η/2个外圆凹槽之中；所述发电线圈偶数η/2组均布地嵌绕在发电机定子铁芯的内圆凸齿之上；所述发电机转子铁芯具有与发电机定子铁芯的内圆凸齿数量相等且均布的外圆凸齿。所述发电线圈在增磁的过程中导通发电，在去磁的过程中截止断电。所述时空能发电机三台相互错开360/3Π度转角安装在同一根主轴之上。本实用新型的原理[0009]有关名词定义反磁矩的定义是因感生电流的电磁场，所产生的总是阻止转子旋转的、与原动机输入转矩反向的电磁转矩，称为反磁矩。正磁矩的定义是因感生电流的电磁场，所产生的总是帮助转子旋转的、与原动机输入转矩同向的电磁转矩，称为正磁矩。非平衡反磁矩的定义是对传统发电机进行技术改造，使感生电流形成的电磁场产生正磁矩，大幅度地抵消反磁矩，使所剩反磁矩远小于原动机原输入的转矩，而能维持相当的发电量，这时的反磁矩就称为非平衡反磁矩。本实用新型将发电机定子永久磁铁同极相对的固定在发电机定子铁芯的外圆凹槽之中，将发电线圈嵌绕在发电机定子铁芯的内圆凸齿之上，让其发电线圈只在增磁的过程中导通发电，而在去磁的过程中截止断电。那么单个Π字形铁芯的一个嵌绕有发电线圈的凸齿就充当永磁场的主磁路，另一个没嵌绕有发电线圈的凸齿就充当诱导磁路。由于发电机定子永久磁铁的单向导磁性和恒磁感特性(即当代磁学中的矩磁特牲)，既保持了永磁场的主磁路不变，又强行改变了电磁场的磁路，使发电时所产生的电磁场只能在单个Π字形铁芯和转子铁芯所组成的诱导磁路中通过，以强行诱导电磁场产生正磁矩，从而将反磁矩大幅度地抵消，甚至于完全地抵消，实现所剩反磁矩远小于原动机原输入的转矩，而能维持相当的发电量，这就是非平衡反磁矩。这样，原动机在拖动所述发电机的过程中基本上没有了负载的反作用，负载的反作用基本上都作用到了永久磁铁的内部，原动机只需克服摩损风损和铜损铁损所产生的微小转矩，就能够将系统的附加磁能转换成为电能，从而实现提取时空能量发电，以大幅度地提高发电效率。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型的半剖主视图；图2是图1中时空能发电机的断面图。图中1-左端盖，2-铝合金机壳，3-发电机定子永久磁铁，4-发电机定子铁芯， 5-发电线圈，6-发电机转子铁芯，7-右端盖，8-轴承盖，9-轴承，10-主轴，11-无磁绝缘材料，12-外圆凹槽，13-内圆凸齿，14-外圆凸齿，15-隔层轴套。
具体实施方式
如图1和图2中所示，三台时空能发电机相互错开15度转角安装在同一根主轴10 之上；时空能发电机的主轴10由安装在左端盖1和右端盖7内的轴承9支承，轴承9具有轴承盖8。时空能发电机具有铝合金机壳2、发电机定子永久磁铁3、发电机定子铁芯4、发电线圈5、发电机转子铁芯6 ；发电机定子铁芯4是四个Π字形铁芯用无磁绝缘材料11衔接拼凑成的环状整体铁芯，其具有八个均布的内圆凸齿13和四个均布的外圆凹槽12;发电机定子永久磁铁3四个同极相对地固定在发电机定子铁芯4的四个外圆凹槽12之中，发电线圈5四组均布地嵌绕在电机定子铁芯4的内圆凸齿13之上；发电机转子铁芯6具有八个均布的外圆凸齿14。[0020]当然还可以，发电机定子铁芯4是六个Π字形铁芯用无磁绝缘材料11衔接拼凑成的环状整体铁芯，其具有十二个均布的内圆凸齿13和六个均布的外圆凹槽12 ；发电机定子永久磁铁3六个同极相对地固定在发电机定子铁芯4的六个外圆凹槽12之中；发电线圈 5六组均布地嵌绕在发电机定子铁芯4的内圆凸齿13之上；发电机转子铁芯6具有十二个均布的外圆凸齿14。总之，按权利要求书的权利要求，这一类的结构均属于本发明的保护范围。原理样机的制作其结构参数为发电机定子铁芯4的内圆凸齿13的宽度12mm、高度^mm、数量8 个、内圆半径75. 5mm、外圆半径87. 5mm ；发电机转子铁芯6的外圆凸齿14的宽度12mm、高度12. 5mm、数量8个，内圆半径19. 5mm，外圆半径34. 5mm ；气隙宽度为0. 5mm ；发电机定子永久磁铁3的宽度42mm、厚度12mm。其材料参数为发电机定子铁芯4和发电机转子铁芯6的冲片用35WW250型硅钢片；发电机定子永久磁铁3用N42H，其剩余磁感应强度1. 3T、矫顽力_970000A/m、圆周方向充磁；发电线圈5用Copper，相对磁导率0. 999991、电阻率1. 7X 1(Γ8Ωη。采用双综示波器、直流电流表和直流电压表对原理样机进行实验检测，其实测的总结如下1.负载损耗小于空载损耗。2.效率为90%左右(注象这种功率的传统电机，效率实际只能做到70%左右)， 比传统的效率提高了约20%左右。3.能效比达到了 1 1.2(注传统电机的能效比只能达到1 1)，比传统的提高了约20%左右。通过以上分析总结，可以得出结论所述发电机吸收了可观的时空能量并转换成了电能，产生了可观的功率增殖，大幅度地提高了发电效率。
权利要求1.一种能提高发电效率的时空能发电机，由发电机定子和发电机转子组成，其特征是 所述发电机定子包括铝合金机壳(2 )、发电机定子铁芯(4 )、发电机定子永久磁铁(3 )、发电线圈(5 )；所述发电机转子包括安装在主轴(10 )上的发电机转子铁芯(6 )；所述发电机定子铁芯(4)是将偶数个Π字形铁芯用无磁绝缘材料(11)衔接拼凑成的环状整体铁芯，其具有偶数η个均布的内圆凸齿(13)和偶数η/2个均布的外圆凹槽(12);所述发电机转子铁芯 (6)具有与发电机定子铁芯(4)的内圆凸齿(13)数量相等且均布的外圆凸齿(14);所述发电机定子永久磁铁(3)偶数η/2个同极相对地固定在发电机定子铁芯(4)的偶数η/2个外圆凹槽(12)之中；所述发电线圈(5)偶数η/2组均布地嵌绕在发电机定子铁芯(4)的内圆凸齿(13)之上。
2.根据权利要求1所述的能提高发电效率的时空能发电机，其特征是所述发电线圈 (5)在增磁的过程中导通发电，在去磁的过程中截止断电。
3.根据权利要求1所述的能提高发电效率的时空能发电机，其特征是所述时空能发电机三台相互错开360/3Π度转角安装在同一根主轴(10)之上。
专利摘要一种能提高发电效率的时空能发电机，其发电机定子铁芯是将偶数个Π字形铁芯用无磁绝缘材料衔接拼凑成的环状整体铁芯，具有偶数n个均布的内圆凸齿和偶数n/2个均布的外圆凹槽；发电机转子铁芯具有与发电机定子铁芯的内圆凸齿数量相等且均布的外圆凸齿；发电机定子永久磁铁偶数n/2个同极相对地固定在发电机定子铁芯的偶数n/2个外圆凹槽之中；所述发电线圈偶数n/2组均布地嵌绕在发电机定子铁芯的内圆凸齿之上。发电机定子永久磁铁能强行改变电磁场的磁路，强行诱导电磁场产生正磁矩，将反磁矩大幅度地抵消，原动机在拖动发电机发电时只需克服损耗所产生的微小转矩，就能够将系统的附加磁能转换成电能，实现提取时空能量发电，提高发电效率。
文档编号H02K21/30GK202142964SQ20112023071
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月3日 优先权日2011年7月3日
发明者周治平 申请人:周治平